链表
链表是一种递归的数据结构,他或者为(null),或者是指向一个结点(node)的引用,该结点含有一个泛型的元素和一个指向另一条链表的引用. 如下图
链表图
链表中的基本要素：
- 结点(也可以叫节点或元素)，每一个结点有两个域，左边部份叫值域，用于存放用户数据；右边叫指针域，一般是存储着到下一个元素的指针
- head结点，head是一个特殊的结节，head结点永远指向第一个结点
- tail结点，tail结点也是一个特殊的结点，tail结点永远指向最后一个节点
- None，链表中最后一个结点指针域的指针指向None值，因也叫接地点，所以有些资料上用电气上的接地符号代表None
链表的常用方法：
- LinkedList() 创建空链表，不需要参数，返回值是空链表
- is_empty() 测试链表是否为空，不需要参数，返回值是布尔值
- append(data) 在尾部增加一个元素作为列表最后一个。参数是要追加的元素，无返回值
- iter() 遍历链表，无参数，无返回值，此方法一般是一个生成器
- insert(idx,value) 插入一个元素，参数为插入元素的索引和值
- remove(idx)移除1个元素，参数为要移除的元素或索引，并修改链表
- size() 返回链表的元素数，不需要参数，返回值是个整数
- search(item) 查找链表某元素，参数为要查找的元素或索引，返回是布尔值
python实现
# 结点对象
class Node: ➊
def __init__(self, data):
self.data = data
self.next = None
# 链表对象
class LinkedList:
def __init__(self): ➋
self.head = None
self.tail = None
#is_empty方法检查链表是否是一个空链表，这个方法只需要检查head结点是否指向None即可
def is_empty(self):
return self.head is None
def append(self, data): ➌
node = Node(data)
if self.head is None:
self.head = node
self.tail = node
else:
self.tail.next = node
self.tail = node
# 遍历列表
def iter(self):
if not self.head:
return
cur = self.head
yield cur.data
while cur.next:
cur = cur.next
yield cur.data
def insert(self, idx, value): ➍
cur = self.head
cur_idx = 0
if cur is None: # 判断是否是空链表
raise Exception('The list is an empty list')
while cur_idx < idx-1: # 遍历链表
cur = cur.next
if cur is None: # 判断是不是最后一个元素
raise Exception('list length less than index')
cur_idx += 1
node = Node(value)
node.next = cur.next
cur.next = node
if node.next is None:
self.tail = node
def remove(self, idx):➎
cur = self.head
cur_idx = 0
if self.head is None: # 空链表时
raise Exception('The list is an empty list')
while cur_idx < idx-1:
cur = cur.next
if cur is None:
raise Exception('list length less than index')
cur_idx += 1
if idx == 0: # 当删除第一个结点时
self.head = cur.next
cur = cur.next
return
if self.head is self.tail: # 当只有一个结点的链表时
self.head = None
self.tail = None
return
cur.next = cur.next.next
if cur.next is None: # 当删除的结点是链表最后一个结点时
self.tail = cur
# 遍历计数即可
def size(self):
current = self.head
count = 0
if current is None:
return 'The list is an empty list'
while current is not None:
count += 1
current = current.next
return count
def search(self, item):
current = self.head
found = False
while current is not None and not found:
if current.data == item:
found = True
else:
current = current.next
return found
if __name__ == '__main__':
link_list = LinkedList()
for i in range(150):
link_list.append(i)
# print(link_list.is_empty())
# link_list.insert(10, 30)
# link_list.remove(0)
for node in link_list.iter():
print('node is {0}'.format(node))
print(link_list.size())
# print(link_list.search(20))
➊ python用类来实现链表的数据结构，节点（Node）是实现链表的基本模块，每个节点至少包括两个重要部分。首先，包括节点自身的数据，称为“数据域”(也叫值域)。其次，每个节点包括下一个节点的“引用”(也叫指针).此节点类只有一个构建函数，接收一个数据参数，其中next表示指针域的指针，实例化后得到一个节点对象 node = Node(4)
image
➋ 初始化了head和tail节点，且两节点都指向None,link_list = LinkedList()
image
➌ 既然要新增加节点，首先把Node类实例化得到一个node对象。这里有两种情况需要考虑:一是链表是一个空链表append一个节点,整个链表中就一个节点,此时head与tail都指向这个结点；二是当链表不是空链表append一个节点.
第二种情况重要讲:增加第二个节点的操作需要分两步完成，第一步：self.tail.next = node，即把上一个节点的next指针指向当前node；第二步：self.tail = node，把tail移动到node，如下图:
image
➍ 插入数据
image
- 还要额外考虑两种情况：
- 空链表时
- 插入位置超出链表节点的长度时
- 插入位置是链表的最后一个节点时，需要移动tail
➎ 删除数据 考虑以下几种情况
- 空链表，直接抛出异常
- 删除第一个节点时，移动head到删除节点的next指针指向的对象
- 链表只有一个节点时，把head与tail都指向None即可
- 删除最后一个节点时，需要移动tail到上一个节点
- 遍历链表时要判断给定的索引是否大于链表的长度，如果大于则抛出异常信息
相关链接
这篇文章查看原链接,图片更多,也更容易理解,这里我只是转载过来做一个总结
https://facert.gitbooks.io/python-data-structure-cn/3.%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84/3.10.%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AF%E9%98%9F%E5%88%97/
https://docs.lvrui.io/2016/07/20/Python%E4%B8%AD%E5%85%88%E8%BF%9B%E5%85%88%E5%87%BA%E9%98%9F%E5%88%97queue%E7%9A%84%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E4%BD%BF%E7%94%A8/
网友评论